(57)【要約】  【課題】降温速度を向上させる。  【解決手段】ウエハ１の処理室３２を構成するプロセスチューブ３１と、プロセスチューブ３１の外側に同心円に設置された均熱チューブ３３と、処理室３２を加熱するヒータユニット５０と、ウエハ１群を処理室３２に搬出するボート３０とを備えたアニール装置１０において、プロセスチューブ３１と均熱チューブ３３との隙間３４内にダクト７０を設置する。ダクト７０は断面形状が扁平な角管体で、かつ、直角に屈曲されたエルボ管体に形成し、垂直部である流出口側ダクト部７５の上端に噴出口７６を開設する。アニール後に、プロセスチューブ３１と均熱チューブ３３との隙間３４内に窒素ガス９０をダクト７０の噴出口７６から噴出することにより、プロセスチューブ３１と均熱チューブ３３とを効果的に冷却できるので、ウエハ群の降温速度を早めることができる。  【選択図】図５
2007066934.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を処理する処理室と、
前記基板を加熱するヒータユニットと、
前記処理室と前記ヒータユニットとの間に配置される冷却媒体導入手段とを備えている基板処理装置であって、
前記冷却媒体導入手段は、前記処理室内の前記基板の主面に対し鉛直上方向に向かって延びるように配置され、前記冷却媒体導入手段の前記基板の主面と水平位置に位置する断面形状は前記基板中心方向に比べ、前記基板周方向のサイズが大きくなるように形成されていることを特徴とする基板処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板処理装置に関し、例えば、半導体集積回路装置（以下、ＩＣという。）の製造方法に使用されるアニール装置や拡散装置、酸化装置およびＣＶＤ装置等の熱処理装置（furnace ）に利用して有効なものに関する。
【背景技術】
【０００２】
ＩＣの製造方法において、半導体素子を含む集積回路が作り込まれる半導体ウエハ（以下、ウエハという。）にアニール処理を施すアニール工程には、バッチ式縦形ホットウオール形熱処理装置が広く使用されている。
アニール処理に使用されるバッチ式縦形ホットウオール形熱処理装置（以下、アニール装置という。）としては、処理室を形成するプロセスチューブと、プロセスチューブの外側に同心円に設置された均熱チューブと、均熱チューブの外側に同心円に設置されたヒータユニットとを備えているものがある。
例えば、特許文献１および特許文献２参照。
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−１１０５５６号公報
【特許文献２】特開平６−２０４１５６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、プロセスチューブと均熱チューブとの二重管構造のアニール装置においては、冷却ガスが均熱チューブとヒータユニットとの間の通路だけに流通する構造であることにより、均熱チューブが冷却されても、均熱チューブ内のプロセスチューブが効果的に冷却されないために、プロセスチューブの処理室内のウエハが充分に冷却されないという問題点がある。
そこで、均熱チューブとプロセスチューブとの隙間内に頂部に至るノズルを敷設して、ノズルの上端から冷却ガスを均熱チューブとプロセスチューブとの隙間の空間内に流下させることにより、均熱チューブとプロセスチューブとを冷却することが考えられる。
この場合においては、均熱チューブとプロセスチューブとを冷却するのに必要な冷却ガスの流量を得るには、多数本のノズルを均熱チューブとプロセスチューブとの隙間内に敷設する必要があると、考えられる。
しかしながら、均熱チューブとプロセスチューブとの隙間は極力狭く設定されているために、ノズルの設置本数には制限があるという問題がある。
【０００５】
本発明の目的は、前記問題点を解決し、処理室内の基板を急速に冷却することができる基板処理装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本願において開示される発明のうち代表的なものは、次の通りである。
（１）基板を処理する処理室と、
前記基板を加熱するヒータユニットと、
前記処理室と前記ヒータユニットとの間に配置される冷却媒体導入手段とを備えている基板処理装置であって、
前記冷却媒体導入手段は、前記処理室内の前記基板の主面に対し鉛直上方向に向かって延びるように配置され、前記冷却媒体導入手段の前記基板の主面と水平位置に位置する断面形状は前記基板中心方向に比べ、前記基板周方向のサイズが大きくなるように形成されていることを特徴とする基板処理装置。
（２）基板を処理する処理室と、
前記基板を加熱するヒータユニットと、
前記処理室と前記ヒータユニットとの間に配置される冷却媒体導入手段とを備えている基板処理装置であって、
前記冷却媒体導入手段は、前記処理室内の前記基板の主面に対し鉛直上方向に向かって延びるように配置され、前記冷却媒体導入手段の前記基板の主面と水平位置に位置する断面形状は前記基板中心方向に比べ、前記基板周方向のサイズが大きくなるように形成されており、少なくとも一つの噴出口が前記基板より上方に位置され、その噴出口の形状は偏平形状に形成されていることを特徴とする基板処理装置。
【発明の効果】
【０００７】
前記（１）（２）によれば、冷却媒体導入手段から冷却ガスを噴き出すことにより、処理済みの基板を急速に降温させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明の一実施の形態を図面に即して説明する。
【０００９】
本実施の形態において、図１、図２および図３に示されているように、本発明に係る基板処理装置はＩＣの製造方法におけるアニール工程を実施するアニール装置（バッチ式縦形ホットウオール形アニール装置）１０として構成されている。
なお、本実施の形態に係るアニール装置においては、ウエハ１を搬送するウエハキャリアとしては、ＦＯＵＰ（front opening unified pod 。以下、ポッドという。）２が使用されている。
【００１０】
図１〜図３に示されているように、アニール装置１０は型鋼や鋼板等によって直方体の箱形状に構築された筐体１１を備えている。筐体１１の正面壁にはポッド搬入搬出口１２が筐体１１の内外を連通するように開設されており、ポッド搬入搬出口１２はフロントシャッタ１３によって開閉されるようになっている。
ポッド搬入搬出口１２の手前にはポッドステージ１４が設置されており、ポッドステージ１４はポッド２を載置されて位置合わせを実行するように構成されている。ポッド２はポッドステージ１４の上に工程内搬送装置（図示せず）によって搬入され、かつまた、ポッドステージ１４の上から搬出されるようになっている。
【００１１】
筐体１１内の前後方向の略中央部における上部には、回転式ポッド棚１５が設置されており、回転式ポッド棚１５は複数個のポッド２を保管するように構成されている。
すなわち、回転式ポッド棚１５は垂直に立設されて水平面内で間欠回転される支柱１６と、支柱１６に上中下段の各位置において放射状に支持された複数枚の棚板１７とを備えており、複数枚の棚板１７はポッド２を複数個宛それぞれ載置した状態で保持するように構成されている。
筐体１１内におけるポッドステージ１４と回転式ポッド棚１５との間には、ポッド搬送装置１８が設置されており、ポッド搬送装置１８はポッドステージ１４と回転式ポッド棚１５との間および回転式ポッド棚１５とポッドオープナ２１との間で、ポッド２を搬送するように構成されている。
【００１２】
筐体１１内の前後方向の略中央部における下部には、サブ筐体１９が後端にわたって構築されている。サブ筐体１９の正面壁にはウエハ１をサブ筐体１９内に対して搬入搬出するためのウエハ搬入搬出口２０が一対、垂直方向に上下二段に並べられて開設されており、上下段のウエハ搬入搬出口２０、２０には一対のポッドオープナ２１、２１がそれぞれ設置されている。
ポッドオープナ２１はポッド２を載置する載置台２２と、ポッド２のキャップを着脱するキャップ着脱機構２３とを備えている。ポッドオープナ２１は載置台２２に載置されたポッド２のキャップをキャップ着脱機構２３によって着脱することにより、ポッド２のウエハ出し入れ口を開閉するように構成されている。
ポッドオープナ２１の載置台２２に対してはポッド２がポッド搬送装置１８によって搬入および搬出されるようになっている。
【００１３】
サブ筐体１９内の前側領域には移載室２４が形成されており、移載室２４にはウエハ移載装置２５が設置されている。ウエハ移載装置２５はボート３０に対してウエハ１を装填（チャージング）および脱装（ディスチャージング）するように構成されている。
サブ筐体１９内の後側領域には、ボートを収容して待機させる待機室２６が形成されている。待機室２６にはボートを昇降させるボートエレベータ２７が設置されている。
ボートエレベータ２７はモータ駆動の送りねじ軸装置やベローズ等によって構成されている。
ボートエレベータ２７の昇降台に連結されたアーム２８にはシールキャップ２９が水平に据え付けられており、シールキャップ２９はボート３０を垂直に支持するように構成されている。
ボート３０は複数本の保持部材を備えており、複数枚（例えば、５０枚程度〜１５０枚程度）のウエハ１をその中心を揃えて垂直方向に整列させた状態で、それぞれ水平に保持するように構成されている。
【００１４】
図３に示されているように、アニール装置１０は中心線が垂直になるように縦に配されて支持された縦形のプロセスチューブ３１を備えている。プロセスチューブ３１は石英（ＳｉＯ2 ）が使用されて、上端が閉塞し下端が開口した円筒形状に一体成形されている。
プロセスチューブ３１の筒中空部は、ボート３０によって長く整列した状態に保持された複数枚のウエハが搬入される処理室３２を形成している。プロセスチューブ３１の内径は取り扱うウエハの最大外径（例えば、直径３００ｍｍ）よりも大きくなるように設定されている。
プロセスチューブ３１の外側には均熱チューブ３３が同心円に被せられており、プロセスチューブ３１と均熱チューブ３３との間には、気密室を構成する隙間３４が極力狭小になるように介設されている。
均熱チューブ３３は石英（ＳｉＯ2 ）または炭化シリコン（ＳｉＣ）が使用されて、上端が閉塞し下端が開口した円筒形状に一体成形されており、後記するヒータベース４９に支持されている。
【００１５】
プロセスチューブ３１の下端は略円筒形状に構築されたマニホールド３６に支持されており、マニホールド３６の下端開口は炉口３５を構成している。マニホールド３６はプロセスチューブ３１の交換等のために、プロセスチューブ３１にそれぞれ着脱自在に取り付けられている。マニホールド３６がサブ筐体１９に支持されることにより、プロセスチューブ３１は垂直に据え付けられた状態になっている。
【００１６】
図３に示されているように、マニホールド３６には排気口３７が開設されており、排気口３７には処理室３２を排気する排気管３８の一端部が接続されている。排気管３８の他端部は圧力コントローラ４１によって制御される排気装置３９が圧力センサ４０を介して接続されている。
圧力コントローラ４１は圧力センサ４０からの測定結果に基づいて排気装置３９をフィードバック制御するように構成されている。
【００１７】
マニホールド３６の下端部にはガス供給管４２が処理室３２に連通するように配管されており、ガス供給管４２には制御手段としてのガス流量コントローラ４４によって制御されるアニール用ガス供給装置および不活性ガス供給装置（以下、ガス供給装置という。）４３が接続されている。
ガス供給管４２から導入されたガスは、処理室３２を流通して排気管３８から排気される。
【００１８】
マニホールド３６の下端面には、炉口３５を閉塞するシールキャップ２９が垂直方向下側から当接するようになっており、シールキャップ２９はマニホールド３６の外径と略等しい円盤形状に形成されている。
シールキャップ２９の中心線上には、回転軸４５が挿通されて回転自在に支承されており、回転軸４５は駆動コントローラ４６によって制御されるモータ４７によって回転駆動されるように構成されている。
なお、駆動コントローラ４６はボートエレベータ２７のモータ２７ａも制御するように構成されている。
回転軸４５の上端にはボート３０が垂直に立脚されて支持されており、シールキャップ２９とボート３０との間には断熱キャップ部４８が配置されている。ボート３０はその下端が炉口３５の位置から適当な距離だけ離間するようにシールキャップ２９の上面から持ち上げられた状態で回転軸４５に支持されており、断熱キャップ部４８はそのボート３０の下端とシールキャップ２９との間に後記するヒータユニット５０からの熱を断熱するように配置されている。
【００１９】
均熱チューブ３３の外側にはヒータユニット５０が設置されている。
ヒータユニット５０は均熱チューブ３３を全体的に被覆する熱容量の小さい断熱槽５１を備えており、ヒータユニット５０はヒータベース４９に垂直に支持されている。
断熱槽５１の内側には加熱手段としてのＬ管形ハロゲンランプ（以下、加熱ランプという。）５２が複数本、周方向に等間隔に配置されて同心円に設備されている。加熱ランプ５２群は長さが異なる複数規格のものが組み合わされて同心円上に配置されている。
各加熱ランプ５２の端子５２ａは均熱チューブ３３の上部および下部にそれぞれ配置されている。
加熱ランプ５２はカーボンやタングステン等のフィラメントをＬ字形状の石英管によって被覆し、石英管内が不活性ガスまたは真空雰囲気に封止されて構成されている。
【００２０】
図３に示されているように、断熱槽５１の天井面の下側における中央部にはＬ管形ハロゲンランプ（以下、天井加熱ランプという。）５３が複数本、互いに平行で両端を揃えられて敷設されている。天井加熱ランプ５３群はボート３０に保持されたウエハ１群をプロセスチューブ３１および均熱チューブ３３の上方から加熱するように構成されている。
天井加熱ランプ５３はカーボンやタングステン等のフィラメントをＬ字形状の石英管によって被覆し、石英管内が不活性ガスまたは真空雰囲気に封止されて構成されている。
なお、ボート３０と断熱キャップ部４８との間にはキャップ加熱ランプ５３Ａ群が、ウエハ１群をプロセスチューブ３１の下方から加熱するように構成されている。
【００２１】
図３に示されているように、加熱ランプ５２群や天井加熱ランプ５３群およびキャップ加熱ランプ５３Ａ群は、加熱ランプ駆動装置５４に接続されており、加熱ランプ駆動装置５４は温度コントローラ５５によって制御されるように構成されている。
プロセスチューブ３１の内側にはカスケード熱電対５６が垂直方向に敷設されており、カスケード熱電対５６は計測結果を温度コントローラ５５に送信するようになっている。温度コントローラ５５はカスケード熱電対５６からの計測温度に基づいて加熱ランプ駆動装置５４をフィードバック制御するように構成されている。
すなわち、温度コントローラ５５は加熱ランプ駆動装置５４の目標温度とカスケード熱電対５６の計測温度との誤差を求めて、誤差がある場合には誤差を解消させるフィードバック制御を実行するようになっている。
さらに、温度コントローラ５５は加熱ランプ５２群をゾーン制御するように構成されている。
ここで、ゾーン制御とは、加熱ランプを上下に複数の範囲毎に分割して配置し、それぞれのゾーン（範囲）にカスケード熱電対の計測点を配置し、それぞれのゾーン毎にカスケード熱電対の計測する温度に基づくフィードバック制御を独立ないし相関させて制御する方法、である。
【００２２】
図３および図４に示されているように、加熱ランプ５２群の外側には円筒形状に形成されたリフレクタ（反射板）５７が、プロセスチューブ３１と同心円に設置されており、リフレクタ５７は加熱ランプ５２群からの熱線をプロセスチューブ３１の方向に全て反射させるように構成されている。リフレクタ５７はステンレス鋼板に石英をコーティングして形成された材料のように耐酸化性、耐熱性および耐熱衝撃性に優れた材料によって構成されている。
リフレクタ５７の外周面には冷却水が流通する冷却水配管５８が螺旋状に敷設されている。冷却水配管５８はリフレクタ５７をリフレクタ表面の石英コーティングの耐熱温度である３００℃以下に冷却するように設定されている。
さらに、冷却水配管５８はリフレクタ５７の冷却領域を上中下段のゾーンに分けてそれぞれ制御し得るように構成されている。冷却水配管５８をゾーン制御することにより、プロセスチューブ３１の温度を降下させる際に、加熱ランプ５２群のゾーンに対応して冷却することができる。
【００２３】
図３に示されているように、断熱槽５１の天井面には円板形状に形成された天井リフレクタ５９がプロセスチューブ３１と同心円に設置されており、天井リフレクタ５９は天井加熱ランプ５３群からの熱線をプロセスチューブ３１の方向に全て反射させるように構成されている。天井リフレクタ５９も耐酸化性や耐熱性および耐熱衝撃性に優れた材料によって構成されている。
天井リフレクタ５９の上面には冷却水配管６０が蛇行状に敷設されており、冷却水配管６０は天井リフレクタ５９を３００℃以下に冷却するように設定されている。
【００２４】
図３および図４に示されているように、断熱槽５１と均熱チューブ３３との間には冷却ガスとしての冷却エアを流通させる冷却エア通路６１が、均熱チューブ３３を全体的に包囲するように形成されている。断熱槽５１の下端部には冷却エアを冷却エア通路６１に供給する給気管６２が接続されており、給気管６２に供給された冷却エアは、冷却エア通路６１の全周に拡散するようになっている。
【００２５】
断熱槽５１の天井壁における中央部には、冷却エアを冷却エア通路６１から排出する排気口６３が開設されており、排気口６３には排気装置に接続された排気ダクト（図示せず）が接続されている。断熱槽５１の天井壁における排気口６３の下側には排気口６３と連通するバッファ部６４が大きく形成されており、バッファ部６４の底面における周辺部にはサブ排気口６５が複数、バッファ部６４と冷却エア通路６１とを連絡するように開設されている。これらサブ排気口６５により、冷却エア通路６１を効率よく排気することができるようになっている。
また、サブ排気口６５は断熱槽５１の天井壁の周辺部に配置されている。
【００２６】
図３〜図５に示されているように、プロセスチューブ３１と均熱チューブ３３との隙間３４内には、冷却媒体導入手段としてのダクト７０が設置されている。
ダクト７０の外側端には冷却媒体供給ライン７１の一端が接続されており、冷却媒体供給ライン７１の他端には冷却媒体供給装置７２が接続されている。冷却媒体供給装置７２は冷却媒体として窒素ガスを供給するように構成されており、窒素ガスの供給や供給の停止および供給流量等を流量調整コントローラ７３によって制御されるように構成されている。
図６に示されているように、ダクト７０は石英または炭化シリコンが使用されて、断面形状が長方形形状の扁平な角管体に形成されているとともに、一端部が直角に屈曲されたエルボ管体に形成されている。ダクト７０はエルボ管体の垂直部からなる流入口側ダクト部７４と、エルボ管体の水平部からなる流出口側ダクト部７５とを備えている。
流入口側ダクト部７４はヒータユニット５０の下端部において水平に配置されて径方向外側に突出された状態で、ヒータベース４９に固定されている。流出口側ダクト部７５は処理室３２内で処理される際のウエハ１の主面に対し鉛直上方向である垂直方向上向き延びるように隙間３４内に配置されている。
ダクト７０の流出口側ダクト部７５の平面断面形状は、隙間３４の弯曲に対応する円弧形状に弯曲されており、処理室３２内で処理される際のウエハ１周方向のサイズが処理室３２内で処理される際のウエハ１径方向のサイズに比べて大きくなるように設定されている。
【００２７】
図３に示されているように、プロセスチューブ３１と均熱チューブ３３との隙間３４内には、冷却媒体導出手段としての導出ダクト８０が設置されている。導出ダクト８０の外側端には冷却媒体導出ライン８１の一端が接続されており、冷却媒体導出ライン８１の他端には冷却媒体導出装置８２が接続されている。冷却媒体導出装置８２は冷却媒体として窒素ガスを排出するように構成されており、窒素ガスの供給や供給の停止および供給流量等を流量調整コントローラによって制御されるように構成されている。
【００２８】
次に、前記構成に係るアニール装置によるＩＣの製造方法におけるアニール工程を説明する。
【００２９】
図１および図２に示されているように、ポッド２がポッドステージ１４に供給されると、ポッド搬入搬出口１２がフロントシャッタ１３によって開放され、ポッドステージ１４の上のポッド２はポッド搬送装置１８によって筐体１１の内部へポッド搬入搬出口１２から搬入される。
搬入されたポッド２は回転式ポッド棚１５の指定された棚板１７へポッド搬送装置１８によって自動的に搬送されて受け渡され、その棚板１７に一時的に保管される。
保管されたポッド２はポッド搬送装置１８によって一方のポッドオープナ２１に搬送されて載置台２２に移載される。この際、ポッドオープナ２１のウエハ搬入搬出口２０はキャップ着脱機構２３によって閉じられており、移載室２４、待機室２６には窒素ガスが流通されることによって充満されている。例えば、移載室２４、待機室２６の酸素濃度は２０ｐｐｍ以下と、筐体１１の内部（大気雰囲気）の酸素濃度よりも遙に低く設定されている。
【００３０】
載置台２２に載置されたポッド２はその開口側端面がサブ筐体１９の正面におけるウエハ搬入搬出口２０の開口縁辺部に押し付けられるとともに、そのキャップがキャップ着脱機構２３によって取り外され、ウエハ出し入れ口を開放される。
ポッド２に収納された複数枚のウエハ１はウエハ移載装置２５によって掬い取られ、ウエハ搬入搬出口２０から移載室２４を通じて待機室２６へ搬入され、ボート３０に装填（チャージング）される。ボート３０にウエハ１を受け渡したウエハ移載装置２５はポッド２に戻り、次のウエハ１をボート３０に装填する。
【００３１】
以降、以上のウエハ移載装置２５の作動が繰り返されることにより、一方のポッドオープナ２１の載置台２２の上のポッド２の全てのウエハ１がボート３０に順次装填されて行く。
【００３２】
この一方（上段または下段）のポッドオープナ２１におけるウエハ移載装置２５によるウエハのボート３０への装填作業中に、他方（下段または上段）のポッドオープナ２１には回転式ポッド棚１５から別のポッド２がポッド搬送装置１８によって搬送されて移載され、ポッドオープナ２１によるポッド２の開放作業が同時進行される。
【００３３】
図３に示されているように、予め指定された枚数のウエハ１がボート３０に装填されると、ウエハ１群を保持したボート３０はシールキャップ２９がボートエレベータ２７によって上昇されることにより、プロセスチューブ３１の処理室３２に搬入（ボートローディング）されて行く。
図５で参照されるように、上限に達すると、シールキャップ２９はマニホールド３６に押接することにより、プロセスチューブ３１の内部をシールした状態になる。ボート３０はシールキャップ２９に支持されたままの状態で、処理室３２に存置される。
【００３４】
続いて、不活性ガスがガス供給装置４３によってガス供給管４２から導入されつつ、プロセスチューブ３１の内部が排気口３７によって排気されるとともに、加熱ランプ５２群や天井加熱ランプ５３群およびキャップ加熱ランプ５３Ａ群が温度コントローラ５５によるシーケンス制御によって目標温度に加熱される。
加熱ランプ５２群や天井加熱ランプ５３群およびキャップ加熱ランプ５３Ａ群の加熱によるプロセスチューブ３１の内部の実際の上昇温度と、加熱ランプ５２群や天井加熱ランプ５３群およびキャップ加熱ランプ５３Ａ群のシーケンス制御の目標温度との誤差は、カスケード熱電対５６の計測結果に基づくフィードバック制御によって補正される。
また、ボート３０がモータ４７によって回転される。
【００３５】
プロセスチューブ３１の処理室３２内の圧力や温度およびボート３０の回転が全体的に一定の安定した状態になると、プロセスチューブ３１の処理室３２にはアニール用ガスがガス供給装置４３によってガス供給管４２から導入される。
ガス供給管４２によって導入されたアニール用ガスは、プロセスチューブ３１の処理室３２内を流通して排気口３７から排気される。
処理室３２を流通する際に、アニール用ガスが所定の処理温度に加熱されたウエハ１に接触することによる熱反応により、ウエハ１にはアニール処理が施される。
このアニール処理が施される場合の処理条件の一例は、次の通りである。
処理温度は１００〜４００℃の間で選択される所定の温度、例えば、２００℃で少なくとも処理中は一定温度に維持される。
アニール時に使用されるガスとしては、次のうちから選択される一つが使用される。
（１）窒素（Ｎ2 ）ガスのみ
（２）窒素ガスと水素（Ｈ2 ）ガスとの混合ガス
（３）水素ガスのみ
（４）窒素ガスと重水素ガスとの混合ガス
（５）重水素ガスのみ
（６）アルゴン（Ａｒ）ガスのみ
また、処理圧力は、１３Ｐａ〜１０１０００Ｐａの間で選択される所定の圧力、例えば、１０００００Ｐａで、少なくとも処理中は一定圧力に維持される。
【００３６】
ところで、均熱チューブ３３およびヒータユニット５０の温度は処理温度以上に維持する必要がないばかりでなく、処理温度未満に下げることがかえって好ましいので、アニールステップにおいては、冷却エアが給気管６２から供給されて、サブ排気口６５、バッファ部６４および排気口６３から排気されることにより、冷却エア通路６１に流通されるようにしてもよい。
この際、断熱槽５１は熱容量が通例に比べて小さく設定されているので、急速に冷却することができる。
なお、冷却エア通路６１は処理室３２から隔離されているので、冷媒ガスとして冷却エアを使用することができる。
但し、冷却効果をより一層高めるためや、エア内の不純物による高温下での腐食を防止するためには、窒素ガス等の不活性ガスを冷媒ガスとして使用してもよい。
【００３７】
所定の処理時間が経過すると、処理ガスの導入が停止された後に、図４および図５に示されているように、冷却媒体としての窒素ガス９０がダクト７０に冷却媒体供給装置７２から供給される。この際の窒素ガス９０の供給流量は、流量調整コントローラ７３によって最適値に制御される。
ダクト７０に供給された窒素ガス９０はダクト７０の上端の噴出口７６から、プロセスチューブ３１と均熱チューブ３３との隙間３４内の頂部に向けて噴出される。
プロセスチューブ３１と均熱チューブ３３との隙間３４内の頂部に向けて噴出された窒素ガス９０は、頂部に至った後に隙間３４内を流下して行く。隙間３４内を流下して行く間に、窒素ガス９０はプロセスチューブ３１および均熱チューブ３３に直接的に接触することにより、プロセスチューブ３１と均熱チューブ３３とをそれぞれ効果的に冷却する。
プロセスチューブ３１と均熱チューブ３３とをそれぞれ効果的に冷却した窒素ガス９０は、導出ダクト８０および冷却媒体導出ライン８１を通じて冷却媒体導出装置８２によって導出される。
【００３８】
この際、ダクト７０は扁平の角管体に形成されているので、熱伝達による冷却効果を高めることができる。
また、ダクト７０を扁平の角管体に形成することにより、大量の窒素ガス９０をプロセスチューブ３１と均熱チューブ３３との隙間３４内に運ぶことができるので、プロセスチューブ３１と均熱チューブ３３とを効率よく冷却することができる。
さらに、ダクト７０の噴出口７６がダクト７０の扁平形状に対応して大きく開設されていることにより、噴出口７６から噴出される窒素ガス９０の噴出率（単位時間当たりの窒素ガス噴出流量）が均一になり易いために、プロセスチューブ３１と均熱チューブ３３との隙間３４内が均一な降温速度で冷却することになり、その結果、ウエハ１特に周縁を均一な降温速度で冷却することができる。
【００３９】
なお、窒素ガス９０のプロセスチューブ３１と均熱チューブ３３との隙間３４内への導入に際して、ボート３０をモータ４７によって回転させると、ウエハ１の面内の温度差をより一層低減させることができる。
すなわち、ウエハ１をボート３０ごと回転させることにより、窒素ガス９０が流通するダクト７０にウエハ１を全周にわたって均等に対向させることができるために、ウエハ１の面内の温度差を低減させることができる。
【００４０】
以上のようにして、窒素ガス９０はプロセスチューブ３１と均熱チューブ３３とに直接的に接触して熱を奪うので、プロセスチューブ３１と均熱チューブ３３との温度は大きいレート（速度）をもって急速に下降する。プロセスチューブ３１と均熱チューブ３３との温度が急速に下降することにより、プロセスチューブ３１の処理室３２内のウエハ１群の温度を急速に下降させることができる。
【００４１】
ウエハ１群が窒素ガス９０によって強制的に冷却された後に、シールキャップ２９に支持されたボート３０はボートエレベータ２７によって下降されることにより、処理室３２から搬出（ボートアンローディング）される。
このボートアンローディングに際しても、窒素ガス９０がプロセスチューブ３１と均熱チューブ３３との隙間３４内に導入されることにより、ウエハ１群の温度が大きいレート（速度）をもって急速に下降される。
【００４２】
待機室２６に搬出されたボート３０の処理済みウエハ１は、ボート３０からウエハ移載装置２５によって脱装（ディスチャージング）され、ポッドオープナ２１において開放されているポッド２に挿入されて収納される。
処理済みウエハ１のボート３０からの脱装作業の際も、ボート３０がバッチ処理したウエハ１の枚数は一台の空のポッド２に収納するウエハ１の枚数よりも何倍も多いために、複数台のポッド２が上下のポッドオープナ２１、２１に交互にポッド搬送装置１８によって繰り返し供給されることになる。
【００４３】
所定枚数の処理済みのウエハ１が収納されると、ポッド２はポッドオープナ２１によってキャップを装着されて閉じられる。
続いて、処理済みのウエハ１が収納されたポッド２はポッドオープナ２１の載置台２２から回転式ポッド棚１５の指定された棚板１７にポッド搬送装置１８によって搬送されて一時的に保管される。
【００４４】
その後、処理済みのウエハ１を収納したポッド２は回転式ポッド棚１５からポッド搬入搬出口１２へポッド搬送装置１８により搬送され、ポッド搬入搬出口１２から筐体１１の外部に搬出されてポッドステージ１４の上に載置される。ポッドステージ１４の上に載置されたポッド２は次工程へ工程内搬送装置によって搬送される。
【００４５】
以降、前記作用が繰り返されることにより、アニール装置１０によってウエハ１に対するアニール処理が実施されて行く。
【００４６】
前記実施の形態によれば、次の効果が得られる。
【００４７】
1)  熱処理後に、冷却媒体としての窒素ガス９０をダクト７０によってプロセスチューブ３１と均熱チューブ３３との隙間３４内に導入することにより、窒素ガス９０をプロセスチューブ３１と均熱チューブ３３とに直接的に接触させることができるので、プロセスチューブ３１と均熱チューブ３３との温度を急速に下降させることができる。
【００４８】
2)  プロセスチューブ３１と均熱チューブ３３との温度を急速に下降させることにより、プロセスチューブ３１の処理室３２内のウエハ１群を急速に冷却することができるので、アニール装置によるアニール工程のスループットを高めることができる。
【００４９】
3)  ウエハ群の温度を充分に降温させることにより、熱を帯びたウエハが酸素を多く含んだ雰囲気に晒されることによる自然酸化膜の生成を防止することができ、また、膜質を向上させることができる。
特に、銅（Ｃｕ）配線等のパターンが形成されているウエハ群を処理室内で水素ガスのみ、もしくは水素ガスを含んだ状態でアニール処理した後に、ウエハを急速に冷却することにより、銅結晶の欠陥（ＶＯＩＤ）を減少させることができる。
【００５０】
4)  ダクト７０を扁平の角管体に形成することにより、大量の窒素ガス９０をプロセスチューブ３１と均熱チューブ３３との隙間３４内に運ぶことができるので、プロセスチューブ３１と均熱チューブ３３とを効率よく冷却することができる。
【００５１】
5)  ダクト７０の噴出口７６をダクト７０の扁平形状に対応して大きく開設することにより、噴出口７６から噴出される窒素ガス９０の噴出率（単位時間当たりの窒素ガス噴出流量）が均一になり易いために、プロセスチューブ３１と均熱チューブ３３との隙間３４内が均一な降温速度で冷却することになり、その結果、ウエハ１特に周縁を均一な降温速度で冷却することができる。
【００５２】
なお、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々に変更が可能であることはいうまでもない。
【００５３】
例えば、ダクトの噴出口はダクトの上端にダクトの扁平形状に対応して大きく開設するに限らず、図７に示されているように、複数個の噴出口７７を流出口側ダクト部７５におけるプロセスチューブ３１側すなわちウエハ１群側の主面に開設してもよい。
【００５４】
ダクトはプロセスチューブ３１と均熱チューブ３３との隙間３４内に設置するに限らず、図８および図９に示されているように、プロセスチューブ３１と均熱チューブ３３とにそれぞれ隣接して設置してもよい。
図８に示されたダクト７０Ａは、プロセスチューブ３１の外周面に添え付けられて設置されている。
図９に示されたダクト７０Ｂは、均熱チューブ３３の内周面に添え付けられて設置されている。
【００５５】
冷却媒体としては、窒素ガスに限らず、冷却エア等を使用してもよい。
アニール用ガスとして水素ガスや重水素ガス等の可燃性ガスの場合には、プロセスチューブ３１からの万一のリーク等の安全性を考慮する必要から、好ましくは窒素ガスを用いた方がよいが、アニール用ガスとして可燃性ガスでない場合には冷却エア等を使用してもよい。
【００５６】
ヒータユニットのヒータとしては、加熱ランプを使用するに限らず、誘導加熱ヒータ、珪化モリブデンやＦｅ−Ｃｒ−Ａｌ合金等の金属発熱体を使用してもよい。
【００５７】
前記実施の形態においては、アニール装置について説明したが、酸化・拡散装置やＣＶＤ装置等の基板処理装置全般に適用することができる。
【００５８】
被処理基板はウエハに限らず、ホトマスクやプリント配線基板、液晶パネル、コンパクトディスクおよび磁気ディスク等であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明の一実施の形態であるアニール装置を示す一部省略斜視図である。
【図２】その側面断面図である。
【図３】その背面断面図である。
【図４】冷却ステップを示す主要部の平面断面図である。
【図５】同じく一部省略側面断面図である。
【図６】ダクトの第一実施の形態を示しており、（ａ）は斜視図、（ｂ）は（ａ）のｂ−ｂ線に沿う断面図である。
【図７】ダクトの第二実施の形態を示しており、（ａ）は斜視図、（ｂ）は（ａ）のｂ−ｂ線に沿う断面図である。
【図８】ダクトの第三実施の形態を示しており、（ａ）は斜視図、（ｂ）は（ａ）のｂ−ｂ線に沿う断面図である。
【図９】ダクトの第四実施の形態を示しており、（ａ）は斜視図、（ｂ）は（ａ）のｂ−ｂ線に沿う断面図である。
【符号の説明】
【００６０】
１…ウエハ（基板）、２…ポッド、１０…アニール装置（基板処理装置）、１１…筐体、１２…ポッド搬入搬出口、１３…フロントシャッタ、１４…ポッドステージ、１５…回転式ポッド棚、１６…支柱、１７…棚板、１８…ポッド搬送装置、１９…サブ筐体、２０…ウエハ搬入搬出口、２１…ポッドオープナ、２２…載置台、２３…キャップ着脱機構、２４…移載室、２５…ウエハ移載装置、２６…待機室、２７…ボートエレベータ、２８…アーム、２９…シールキャップ、３０…ボート（基板保持体）、３１…プロセスチューブ、３２…処理室、３３…均熱チューブ、３４…隙間、３５…炉口、３６…マニホールド、３７…排気口、３８…排気管、３９…排気装置、４０…圧力センサ、４１…圧力コントローラ、４２…ガス供給管、４３…ガス供給装置、４４…ガス流量コントローラ、４５…回転軸、４６…駆動コントローラ、４７…モータ、４８…断熱キャップ部、４９…ヒータベース、５０…ヒータユニット、５１…断熱槽、５２…加熱ランプ（加熱手段）、５３…天井加熱ランプ、５３Ａ…キャップ加熱ランプ、５４…加熱ランプ駆動装置、５５…温度コントローラ、５６…カスケード熱電対、５７…リフレクタ、５８…冷却水配管、５９…天井リフレクタ、６０…冷却水配管、６１…冷却エア通路、６２…給気管、６３…排気口、６４…バッファ部、６５…サブ排気口、７０、７０Ａ、７０Ｂ…ダクト（冷却媒体導入手段）、７１…冷却媒体供給ライン、７２…冷却媒体供給装置、７３…流量調整コントローラ、７４…流入口側ダクト部、７５…流出口側ダクト部、７６…噴出口、７７…複数個の噴出口、８０…導出ダクト、８１…冷却媒体導出ライン、８２…冷却媒体導出装置、９０…窒素ガス（冷却ガス）。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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